TBC 4.0軟件下的長基線數據處理精度分析

朱照榮，張錫越，曾艷艷，蔣國輝

(1. 北京市測繪設計研究院，北京 100038； 2. 北京麥格天渱科技發展有限公司，北京 100043)

近年來，隨著導航定位技術的不斷發展，GNSS以其快速、高效、高精度的定位特點，廣泛應用于工程測量領域，并發揮著越來越重要的作用。對實地采集的數據進行高精度解算是保證工程質量的關鍵，方便、快捷、高精度、高可靠性的數據處理軟件的選取是獲取高質量解算結果的保證。目前，國內外的高精度數據后處理軟件眾多，如美國麻省理工學院研制的GAMIT/GLOBK軟件、瑞士BERNE大學研制的Bernese軟件、武漢大學的Panda軟件等,在大地測量行業得到了廣泛的應用[1-2]。

Trimble Business Center 4.0(TBC)是Trimble的新一代數據后處理軟件，屬于地理空間內業軟件，可實現編輯、處理和分析GNSS數據、全站儀數據、水準儀數據、掃描數據、大地攝影數據和航空攝影數據；同時，還可以創建從二維地形圖到表面圖和等高線圖，再到復雜定線/通道設計在內的各種最終數據。在基線解算方面，該軟件可不依賴于精密星歷和精密鐘差等文件，支持多系統數據聯合解算，能更快速地獲得高精度的結果，更適合于實際工程測量的應用[3-7]。本文基于IGS測站數據，對TBC軟件中長基線數據處理的精度進行了分析，并與Bernese軟件、GAMIT軟件數據處理的精度進行了對比。

1 TBC 4.0數據處理軟件基線解算的特點

TBC 4.0軟件采用了新開發的靜態基線處理引擎，目的是改進長度超過200 km的基線解算結果，與舊版GNSS基線處理器相比，提高了精度，降低了均方根值，模糊度固定率更高，可以實現更長基線的解算。新版的TBC 4.0軟件支持多系統數據聯合處理，并且可以選擇獨立于GPS衛星系統的其他衛星系統，如只采用GLONASS單系統進行數據處理。另外，TBC 4.0軟件支持在網上下載的衛星差分碼偏差模型和地球自轉參數模型。這些新的特點使得TBC 4.0版本軟件成為目前市面上功能最強、最靈活的基線處理軟件。

2 TBC 4.0數據處理軟件基線解算流程

2.1 新建工程項目及工程設置

(1) 首先新建一個工程，采用默認的TBC基線解算模板，然后選擇工程設置，可對坐標系、單位、基線處理、網平差等進行設置。坐標系統默認為WGS-84坐標系，也可選擇CGCS2000坐標系等其他坐標系。基線處理項中可對處理限差、參與解算的衛星系統、解算類型等進行設置。在實際數據解算過程中，一般采用默認設置即可。

(2) 新建完相應的工程及設置完成后，再進行觀測數據的導入。新版的TBC 4.0軟件不僅支持天寶T01、T02、DAT文件，以及RINEX2.0版本文件，還支持RINEX3.02多系統觀測數據的導入，以及多系統廣播星歷及精密星歷的導入。導入觀測數據及星歷時，會顯示接收機原始數據檢查界面，可對點號、接收機天線信息進行編輯修改。對天線類型、量高方法、天線高度等進行檢查，確認無誤后確認導入。

2.2 基線解算

數據導入成功后，會自動顯示基線網圖，每個點會與其他所有的點組成基線，進行基線解算。選擇基線解算后，會自動進行所有基線的解算，并顯示基線名稱、解類型、水平精度、垂直精度，均方根及基線長度信息，如圖1所示。保存基線解算信息后，基線解算精度超限的點會顯示紅色旗幟標記。對于處理錯誤的基線，應檢查觀測站信息是否有誤，然后選擇解算失敗的界限進行時段編輯，可以對觀測質量較差的衛星實行禁用或局部不連續觀測值的刪除，如圖2界面所示。

2.3 網平差

進行網平差前，進行控制點的設置，屬性設置為控制質量，可以進行三維約束平差或三維無約束平差，并可進行相應的權重設置。平差成功及卡方檢驗顯示合格后輸出平差報告，網平差報告包括平差設置信息、平差統計信息、控制點約束信息、已平差的坐標信息、誤差橢圓信息、協方差信息等。平差結果為平差后的地心大地坐標及地固地心坐標，包含三維內符合精度值。

圖1 基線處理界面

圖2 時段編輯器

TBC 4.0軟件基線解算總體流程如圖3所示。

圖3 TBC 4.0軟件基線解算流程

3 基線解算實例分析

本文選取2017年4月10日IGS提供的BZRG、FFMJ、GRAZ、HUEG、JOZ2、OBE4、PADO、PENC、POTS、WROC、WTZR、ZIM2站的觀測數據，采樣間隔為30 s,觀測時長為24 h。應用不同的軟件對比分析TBC 4.0軟件的基線解算精度。測站的分布如圖4 所示。

圖4 選取的IGS測站分布圖

3.1 TBC 4.0軟件與Bernese、GAMIT軟件解算結果的對比分析

選取FFMJ站、PADO站、JOZ2站作為控制站，分別使用TBC 4.0軟件、Bernese軟件、GAMIT軟件進行基線解算[8-10]，其中TBC 4.0軟件采用廣播星歷和精密星歷分別進行解算，由解算的結果與測站的真實坐標求差獲得外符合精度，不同軟件不同待定測站的解算精度統計見表1。

TBC軟件在構建基線的過程中，會將每個測站點與其余所有點構成基線并進行解算。由基線解算報告分析，TBC 4.0軟件共構成66條基線，解算的基線最大長度為1070 km,平均長度為530 km。由表1分析可知，軟件解算的測站三維位置精度在毫米級，與Bernese及GAMIT軟件解算的精度相當。其中，TBC 4.0基于精密星歷解算的結果與廣播星歷解算的結果相當，均在毫米級，精密星歷解算結果略優于廣播星歷解算的結果。因此，TBC 4.0軟件不僅可以高精度解算1000 km左右的基線，而且不受星歷精度的限制。

3.2 與舊版本TBC 2.50軟件基線解算比較

采用與3.1中計算相同的測站及觀測數據，采用TBC 2.50版本進行基線解算。由于該版本TBC只支持GPS和GLONASS系統，OBE4和POTS站觀測數據無法導入，未參與基線解算。TBC 2.50軟件解算的基線長度及模糊度固定情況統計如圖5所示，TBC 4.0軟件解算的基線長度及模糊度固定情況統計如圖6所示，其中左軸為基線長度，右軸為解算類型，0值代表浮點解，1值代表固定解。

由圖5、圖6分析可知，TBC 2.50版本軟件對于500 km以上的基線解算模糊度均無法固定，對于500 km以下的基線模糊度可以實現固定，但最終無法成功完成基線解算。TBC 4.0軟件基線解算模糊度的固定率為100%，并且可獲得毫米級精度的坐標結果，同時支持四系統的觀測數據的導入及參與解算。結果表明，TBC 4.0軟件在長基線解算上較舊版本有了很大的改進，并可取得高精度的定位結果。

表1 不同軟件不同測站的解算精度統計 m

圖5 TBC 2.50軟件解算的基線長度及模糊度固定情況統計

圖6 TBC 4.0軟件解算的基線長度及模糊度固定情況統計

4 結 語

TBC軟件是工程測量中基線解算的數據處理軟件之一，目前最新版本TBC 4.0軟件不僅支持多系統GNSS觀測數據，而且大大改進了長基線解算的精度,使得該軟件成為目前市面上精度高、解算靈活的基線處理軟件。與舊版本的TBC軟件相比，TBC 4.0軟件的基線解算能力大幅提高，能更好地應用于測量數據處理。

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